На головну

Пристрій ділення 16-ти розрядних чисел з плаваючою комою - Радіоелектроніка

ЗМІСТ

1. Технічне завдання ...................... 2

2. Введення ................................. 3

3. Аналіз технічного завдання .............. 4

Додаток 1 ................................ 7

Додаток 2 ................................ 8

Додаток 3 ................................ 9

Додаток 4 ............................... 10

Список літератури .......................... 11

1. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

Розробити пристрій ділення 16-ти розрядних чисел з плаваючою

коми, де:

Основні технічні характеристики:

1.1. Формат вхідних даних - двійкові числа з плаваючою комою,

представлені в прямому коді

1.2. Довжина одного слова 16 біт, де:

- Порядок - 7 біт

- Знакова частина - 1 біт

- Мантиса - 7 біт

- Знакова частина - 1 біт

1.3. Діапазон представлення чисел:

від - 2_а0_А + 2_а-15_А до 2_а0_А - 2_а-15

1.4. Точність представлення чисел: 2_а-15

1.5. Виявлення одиночних помилок в операції ділення.

2. ВСТУП

В сучасних ЕОМ один з основних елементів є блок АЛУ (арифметико-логічний пристрій), яке здійснює арифметичні і логічні операції над вступниками в ЕОМ машинними словамі.Важнейшей операцією, виконуваної в АЛП, є операція ділення, яка може проводитися над двійковими числами з фіксованою комою , двійковими числами з плаваючою комою, десятковими цілими числами і т.д.

У цій роботі поділ проводиться над двійковими числами з плаваючою комою, причому для поліпшення надійності і швидкодії даної схеми використовуються мікросхеми, застосовувані для створення сучасних ЕОМ (у тому числі і для ЕОМ, створюваних в НВО "Персей").

3. АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ

3.1. Технічне завдання представляє собою завдання створення пристрою ділення для 16-ти розрядних чисел з плаваючою комою з виявленням помилок.

У ЕОМ числа з плаваючою комою в загальному випадку представляються у вигляді:

X = S_рp_Аg; g

де: g - мантиса числа X; S_аp_А - характеристика числа X; p - порядок; S - підстава характеристики.

Зазвичай число S збігається з основою мантиси g. Мантиса g правильна дріб. Порядок p, який можнт бути позитивним або отріцательнимчіслом, визначає положення коми в числі X.

Для двійкових чисел число з плаваючою комою має вигляд:

X = 2_рp_Аg; g

Структурно двійкове число з плаваючою комою в ЕОМ представленона рис. 1. в Додатку 1.

3.2. РОЗПОДІЛ ЯК арифметичних дій У ЕОМ

3.2.1. У ЕОМ для виконання арифметичних і логічних перетворень служить арифметичне-логічні пристрої (АЛП). Перетворення над операндами (словами) являють собою додавання, віднімання, віднімання модулів, множення і ділення. Це арифметичні операції. Групу логічних операцій складають операціідіз'юнкціі і ко?юнкціі. Спеціальні арифметичні операції включають нормалізацію, арифметичний зрушення, логічний зрушення.

За способом представлення чисел розрізняють наступні тіпв АЛУ:

- Для чисел з фіксованою комою; - Для чисел з плаваючою комою; - Для десяткових чисел.

3.2.2. Ділення чисел з плаваючою комою виконується відповідно до формули:

X S_аpx_Аgx gx --- = ------ = S_аp_АX_а-py_А --- Y S_аpy_Аgy gy.

При діленні чисел з плаваючою комою мантиса приватного равначастному від ділення мантиси діленого на мантиссу подільника, а порядокчастного - різниці порядків діленого і дільника. Приватне нормалізується і йому присвоюється знак "плюс", якщо ділене і дільник маютьоднакову знаки; і знак "мінус", якщо ділене і дільник мають різні знаки.

3.2.3. Таким чином знаходження приватного зводиться до виполненіютрех операцій:

- Визначення знака приватного; - Визначення порядку приватного; - Визначення мантиси приватного.

Структурно всі ці операції представлені на рис.2 в Додатку 1.

Відповідно до технічного завдання, необхідно проводити контроль над кінцевим результатом, тобто виявити одиночну помилку. Дляданного завдання виявлення одиночної помилки виробляється методомсравненія. Структурна схема розробленого пристрою показана на рис. 2-ав Додатку 2.

3.2.4. БЛОК ВИЗНАЧЕННЯ ЗНАКУ ПРИВАТНОГО

Відповідно до Рис.1 в Додатку 1 знаки порядку і мантіссичастного будуть залежати від однойменного або різнойменними знаковпорядков і мантисс діленого і дільника. Однак знаки порядку і мантиси приватного визначаються по-різному. А саме: - Для визначення знака мантиси приватного розглянуто двотактний лічильник (рис.3 в Додатку 1.). При надходженні інформації вва таетсч, що комбінація однойменних значень (00 або 11) дає ко нечно інформацію - "0" (тобто "+" або "відсутність знака"). У про протилежному випадку інформація - "1" (тобто "-" або "наявність знака"). Організовуються 2 такту роботи. - Визначення знака порядку проводиться за допомогою додавання за модулем 2. Цей елемент схеми входить в блок визначення порядку приватного (див. Рис.4 в Додатку 3.). Наявність знака дає інфор-мацію по прямому виходу (це є "1"), в іншому випадку Инвер сний вихід дає інформацію "0".

3.2.5. БЛОК ВИЗНАЧЕННЯ ПОРЯДКУ ПРИВАТНОГО (рис.4 в Додатку 3).

Визначення порядку зводиться до "відніманню" порядків діленого іделітеля. Порядки операндів і їх знаки надходять в регістри Рг.1, Рг.2, Зн.Рг.1 і Зн.Рг.2 відповідно. Потім в суматорі відбувається "віднімання", тобто додавання порядку діленого і дільника. Причому порядок подільника представлений в додатковому коді. Після цього вся інформація надходить в регістр результату Рг.Р.

3.5.6. ВИЯВЛЕННЯ ОДИНОЧНІЙ ПОМИЛКИ

Для цієї мети використовується поразрядное порівняння основний і дублюючої інформації по модулю 2. Розбіжність інформації видає "0" або помилку. (Див. Рис.2-а в Додатку 2).

Додаток 1.

---------------------¬

¦Магістраль операндов¦

L----------T----------

----------------T---------+----T---------------¬

---+---¬ ------+-----¬ ----+---¬ -------+-----¬

¦Знак Р¦ ¦Порядок (Р) ¦ ¦Знак m ¦ ¦Мантісса (m) ¦

L------- L------------ L-------- L-------------

Рис. 1. Представлення двійкового числа

з плаваючою комою.

-------------------T-----------------T------------------¬

¦Блок визначення ¦ Блок ¦ Блок ¦

¦ знака числа ¦ визначення ¦ визначення ¦

+--------T---------+ порядку частного¦ мантиси частного¦

¦Знак ¦ Знак ¦ ¦ ¦

¦порядка ¦ мантісси¦ ¦ ¦

L--------+---------+-----------------+-------------------

Рис. 2. Знаходження приватного.

¦

¦

¦

¦

------------¬ -------+------¬

------+ 1 ¦ ¦ & ¦

¦ +------+ ¦

------+ ¦ ¦ ¦

L------------ L------T-------

¦

¦

--------------¬

¦ ¦

¦ Лічильник ¦

¦ ¦

L--------------

Рис. 3. Блок визначення знака мантиси

приватного за допомогою двохтактовими

лічильника.

Додаток 2.

Магістраль

------------------------------

¦

¦

--------------+-------------¬

¦ ¦

¦ ¦

---------+--------¬ --------+--------¬

¦ ¦ ¦ ¦

¦ УД ¦ ¦ УДg ¦

¦ ¦ ¦ ¦

¦ (Пристрій де-¦ ¦ (Пристрій де-¦

¦ленія) ¦ ¦ленія дублює-¦

¦ ¦ ¦ющее) ¦

¦ ¦ ¦ ¦

L--------T--------- L--------T--------

¦ ¦

¦ 16 ¦ 16

¦ ¦

+--+----------------------------+----+

¦

¦

+-------------------------------+----+

-------------------------------------¬

¦ ¦

¦ mod 2 ¦

¦ ¦

L-----------------T-------------------

¦

¦

¦ 16

¦

+-----------------+------------------+

¦

¦

------------------+------------------¬

¦ 1 ¦

¦ ¦

¦ ¦

¦ ¦

L-----------------T-------------------

¦

¦

¦ Сигнал помилки "1"

Рис. 2-а. Структурна схема пристрою ділення

з виявленням поодиноких помилок.

Додаток 3.

Магістраль операндів

------------T-----T-----

¦ ¦

-----+-----+---------------¬

¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦

-----------------+----+-------¬ ¦

¦ ¦ ¦ ¦

-----+---¬ ¦ -----+---¬ ¦

¦Зн.Рг.1 ¦ ¦ ¦Зн.Рг.2 ¦ ¦

L--T------ ¦ L---T----- ¦

¦ ¦ ¦ ¦

¦ -----+---¬ ¦ -----+---¬

¦ ¦ Рг.1 ¦ ¦ ¦ Рг.2 ¦

¦ L----T---- ¦ L-T----o--

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ------------+------------ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

---+------+---¬ ¦ -----------+---+----+----+

¦ mod 2 ¦ ¦ ¦ +--------+----+-¬

¦ ¦ ¦ ¦ --------------¬ ¦

L--T------o---- ¦ ¦ ¦ 1 ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ L-------T------ ¦

¦ L-----------+--------- ¦ ¦

¦ ¦ ------------------- ¦

¦ ¦ ¦ ¦

L------------------+---------+--------------------------

¦ ¦

-----+--- ---+-----

СМ

------T-------

¦

¦

-----------+-----------¬

¦ Рг. Р. ¦

¦ ¦

L----------T------------

¦

¦

o

Рис. 4. Визначення порядку приватного та його

знака (mod 2).

Додаток 4.

¦ Магістраль

--------------¬ ------------+-------------------¬

¦ ¦ ¦ ----+------------¬

¦ +--------+--+------+ ¦ Рг. д-ль ¦

¦ --+--------+---------+ L---o-------------

¦ ¦ ¦

¦ ¦ ----------------- ¦

¦ ¦ Рг. р. Р. ¦

¦ ¦ --------------T-- ¦

¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ -----+------------ ------------+-----

¦ ¦ + "1"

¦ ¦ СМ -----

¦ ¦

¦ ¦ ------T----------T----------------

¦ ¦ -------- ¦

¦ ¦ ¦ -------+-------¬

¦ ¦ ¦ ¦ Рг. Р. ¦

¦ ¦ ¦ Р L------T--------

L--+------------+------------------

¦ ¦

¦ -------+------¬

¦ ¦ Тг. ¦

¦ ¦ ¦

¦ L--T------o---- -----------------

¦ ¦ ¦ Рг.

¦ ¦ ¦ -----------------

¦ L------+----------------+

¦ ¦

L----------------

Рис. 5. Блок визначення мантиси приватного.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Коган Б.М. "Електронні обчислювальні машини і системи",

М. 1979р.

2. Граф Ш., Гессель М., "Схеми пошуку несправностей",

М. 1989р.

МОСКОВСЬКИЙ ІНСТИТУТ радіотехніки, електроніки і АВТОМАТИКИ

ВЕЧІРНІЙ ФАКУЛЬТЕТ

ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Курсова робота

по курсу

Прикладна теорія цифрових автоматів

Студент гр. ВРЦ-12-91

Крючков Дмитро

МОСКВА 19

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com